材料背景】 不锈钢(stainlesssteel) 铬含量不少于12%的耐腐蚀钢,是不锈耐酸 钢的简称。钢中的铬与腐蚀介质中的氧作用,在钢的表面形成一层很薄的氧化膜,称为自钝化膜,使钢在空气、水和酸 、碱 、盐 中很耐腐蚀。钢中除铬以外,还可加入镍、钼、铜、钛等合金元素 ,使其具有更好的耐蚀性、工艺性或机械性能等。不锈钢一般分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和高强度不锈钢3类。 铬不锈钢:含铬量在12~30%之间。最早于1912年由英国的h.布里尔利制成。按室温下的组织结构,铬不锈钢又分为铁素 体不锈钢和马氏体不锈钢两类。铁素 体不锈钢含碳量较低,不能热处理强化,强度低,可焊性差,如0cr13、0cr17ni等,主要用于制作人造纤维和食品工业的设备。碳、氮总含量在0.02%以下的超纯铁素 体不锈钢,如00cr27mo钢等有更好的耐蚀性和工艺性能。马氏体不锈钢含碳量较高,经淬火热处理后能获得很高的强度和硬度,但耐蚀性较差,如1cr13、4cr13、9cr18mov钢等,多用于制造承受高载荷的汽轮机叶片、螺栓以及要求高硬度的阀片、刀具和轴承等。 铬镍不锈钢:含铬12~30%、镍6~12%和少量其他元素 。这种钢的含碳量极低,室温时呈奥氏体或奥氏体加铁素 体组织。它比铬不锈钢具有更好的耐蚀性、可焊性和成型性。最早的铬镍不锈钢于1912年由德国的b.施特劳斯和e.茅雷尔制成。现代最常用的是含铬18%、镍8%的18-8型不锈钢。这种不锈钢屈服强度低,不能热处理强化。但加工强化倾向大,通过冷加工可获得高强度的线材和带材。常用钢种如0cr18ni9、0cr17ni13mo2等,多用于制作化工容器、设备衬里、输送管道、医 疗器械和仪表等。加入铜和钼的不锈钢,如0cr18ni18mo2cu2ti等在稀硫酸 、磷酸 等非氧化性介质中有较好的耐蚀性。含碳量在0.03%以下的超低碳镍铬奥氏体不锈钢如00cr18ni10、00cr17ni13mo2,含钛的铬镍奥氏体不锈钢如0cr18ni9ti等有较好的抗晶间腐蚀能力。含锰、氮的铬镍奥氏体不锈钢,如1cr18mn8ni5n和0cr18ni9n等,有较高的屈服强度。 高强度不锈钢:分马氏体不锈钢和沉淀强化不锈钢两类。马氏体不锈钢属铬不锈钢。沉淀强化不锈钢是含有适量的铜、铝、钛等合金元素 的铬镍不锈钢,经固溶热处理后呈奥氏体、半奥氏体或马氏体组织,再经时效热处理后,钢内进一步析出弥散的强化相,使钢具有很高的强度(σb)≥1000兆帕),并保持较好的韧性和耐蚀性,如0cr17ni26a12movti、0cr17ni7al和0cr17ni4cu4nb钢等,常用于制作耐腐蚀高压容器、高载荷零部件、飞行器蒙皮和弹簧等。另外,相变诱发塑性不锈钢(trip)是现代新发展的不锈钢,具有更高的强度,也有较好的耐蚀性。
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不锈钢管具有良好的抗晶间腐蚀性能,优良的腐蚀性能及冷加工、冲压性能,可作为耐热不锈钢使用。同时,该钢在-180℃条件下其力学性能仍佳。在固溶状态下钢的塑性、韧性、冷加工性良好;在氧化性酸 和大气、水等介质中耐腐蚀好,因此,不锈钢管的生产量和使用量是最大的,应用范围最广的钢种。
不锈钢管具有良好的冷、热加工性能,可采用通用的各种冷、热加工工艺生产锻材、棒材、线材、板材、带材和丝材等冶金产品,热加工温度范围为900-1180℃。冷加工较易,无特殊困难,由于两种钢易于冷加硬化,当冷变形量过大时,须进行中间退火处理,以利于进一步加工。
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